UVA1455 【Kingdom】

分析

直线都是\(y=\overline{a.5}\)这种形式，而只查询州和城市的个数，所以很容易想到对\(y\)轴做投影，然后转化为区间修改（加减）和单点查询，可以用线段树维护。至于每个州只会合并不会分裂，大小肯定是只增不减的，所以用并查集维护很方便。

算法流程

线段树维护区间的州和城市的个数，以及它们的标记。
并查集要维护它的大小，纵坐标范围。

1. road A B：如果A、B本身同属一个州就不管，因为肯定有覆盖A、B纵坐标的路连接它们两个。否则先撤销A、B所属州对线段树的贡献，然后合并两个州，最后把并集的贡献加到线段树上。
2. line C:我规定线段树上\([i,i]\)节点管辖\(y\)轴上\([i,i-1]\)区间，也就是\(y=\overline{(i-1).5}\)这条直线。那么此操作相当于查询\([C+0.5,C+0.5]\)这个节点。

时间复杂度

建树复杂度\(O(n\log n)\)。单次操作无论是road A B还是line C都是\(O(\log n)\)的，而有\(m\)次操作，所以总时间复杂度为\(O(n\log n+m \log n)\)。

代码

#include<iostream>
#include<cstdio>
#define reg register
#pragma GCC optimize(3) 
template<typename T>T read(T&x)
{
    T data=0;
    int w=1;
    char ch=getchar();
    while(ch!='-'&&!isdigit(ch))
        ch=getchar();
    if(ch=='-')
        w=-1,ch=getchar();
    while(isdigit(ch))
        data=data*10+ch-'0',ch=getchar();
    return x=data*w;
}
using namespace std;
const int MAXN=1e5+1,MAXY=1e6+1;

struct SegTree // leaf node i controls y=i->(i-1)
{
    int sums,sumc;
    int adds,addc;
}ST[MAXY<<2];
#define root ST[o]
#define lson ST[o<<1]
#define rson ST[o<<1|1]
inline void pushup(int o)
{
    root.sums=lson.sums+rson.sums;
    root.sumc=lson.sumc+rson.sumc;
}

void build(int o,int l,int r)
{
    if(l==r)
    {
        root.sums=root.sumc=0;
        root.adds=root.addc=0;
        return;
    }
    int mid=(l+r)>>1;
    build(o<<1,l,mid);
    build(o<<1|1,mid+1,r);
    pushup(o);
    root.adds=root.addc=0;
}

inline void pushdown(int o,int l,int r)
{
    int mid=(l+r)>>1;
    if(root.adds)
    {
        lson.sums+=root.adds*(mid-l+1),
        lson.adds+=root.adds;
        rson.sums+=root.adds*(r-mid),
        rson.adds+=root.adds;
        root.adds=0;
    }
    if(root.addc)
    {
        lson.sumc+=root.addc*(mid-l+1),
        lson.addc+=root.addc;
        rson.sumc+=root.addc*(r-mid),
        rson.addc+=root.addc;
        root.addc=0;
    }
}

void addrg(int o,int l,int r,int ql,int qr,int state,int city)
{
    if(ql<=l&&r<=qr)
    {
        root.sums+=state*(r-l+1),
        root.adds+=state;
        root.sumc+=city*(r-l+1),
        root.addc+=city;
        return;
    }
    pushdown(o,l,r);
    int mid=(l+r)>>1;
    if(ql<=mid)
        addrg(o<<1,l,mid,ql,qr,state,city);
    if(qr>=mid+1)
        addrg(o<<1|1,mid+1,r,ql,qr,state,city);
    pushup(o);
}

SegTree querypt(int o,int l,int r,int q)
{
    if(l==r)
        return root;
    pushdown(o,l,r);
    int mid=(l+r)>>1;
    if(q<=mid)
        return querypt(o<<1,l,mid,q);
    else if(q>=mid+1)
        return querypt(o<<1|1,mid+1,r,q);
}

struct Point
{
    int x,y;
}P[MAXN];
typedef Point Range;

int fa[MAXN],sz[MAXN];
Range rg[MAXN]; // y=x->y(x<y)

int find(int x)
{
    return fa[x]==x?x:fa[x]=find(fa[x]);
}

inline void unite(int x,int y)
{
    int fx=find(x),fy=find(y);
    if(fx==fy) return;
    if(rg[fx].x+1<=rg[fx].y)
    {
        addrg(1,1,1e6,rg[fx].x+1,rg[fx].y,-1,-sz[fx]);
    }	
    if(rg[fy].x+1<=rg[fy].y)
    {
        addrg(1,1,1e6,rg[fy].x+1,rg[fy].y,-1,-sz[fy]);
    }
    sz[fy]+=sz[fx],sz[fx]=0;
    fa[fx]=fy;
    rg[fy].x=min(rg[fy].x,rg[fx].x),rg[fy].y=max(rg[fy].y,rg[fx].y);
    if(rg[fy].x+1<=rg[fy].y)
    {
        addrg(1,1,1e6,rg[fy].x+1,rg[fy].y,1,sz[fy]);
    }// ->segtree bomb
}

int main()
{
    int T;
    read(T);
    while(T--)
    {
        build(1,1,1e6);
        int n;
        read(n);
        for(reg int i=0;i<n;++i)
        {
            read(P[i].x);read(P[i].y);
            fa[i]=i;
            sz[i]=1;
            rg[i].x=rg[i].y=P[i].y;
        }
        int m;
        read(m);
        for(reg int i=1;i<=m;++i)
        {
            char opt[10];
            scanf("%s",opt);
            if(opt[0]=='r')
            {
                int A,B;
                read(A);read(B);
                unite(A,B);
            }
            else if(opt[0]=='l')
            {
                double C;
                scanf("%lf",&C);
                C+=0.5;
                SegTree t=querypt(1,1,1e6,C);
                printf("%d %d\n",t.sums,t.sumc);
            }
        }
    }
}

Hint

线段树大小还可以继续优化。